FACULTAD DE CIENCIAS EXACTAS Y NATURALES

UNIVERSIDAD DE BUENOS AIRES

GEOLOGÍA GENERAL

GUIA DE TRABAJOS PRACTICOSROCAS ÍGNEAS, PIROCLÁSTICAS

Y METAMÓRFICAS

por Corina Risso

-2005-

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OBSERVACION Y RECONOCIMIENTO DE ROCAS IGNEAS O ERUPTIVAS .

Las rocas ígneas se forman por el enfriamiento y consolidación del magma. De acuerdo al lugar de la corteza donde se han emplazado, se clasifican en:

A-ROCAS INTRUSIVAS: Consolidaron en la corteza.

A.1 PLUTONICAS: Consolidan a grandes profundidades dentro de la corteza y en general forman cuerpos intrusivos del orden de 10 o más Km².

A.2 HIPABISALES: Consolidan a profundidades menores; a veces muy relacionadas con rocas volcánicas y otras con rocas plutónicas. Forman cuerpos intrusivos de menor tamaño como: diques, filones, etc.

B-ROCAS EXTRUSIVAS O EFUSIVAS O VOLCANICAS: Son las que terminaron su consolidación en la superficie de la tierra.

Cada una de estas rocas por solidificarse a distintas profundidades de la corteza presentará texturas y estructuras que le serán características.

TEXTURA Y ESTRUCTURA

Es difícil trazar un límite preciso entre los términos textura y estructura, sin embargo, en general una descripción de textura requiere de las siguientes consideraciones:

1) GRADO DE CRISTALIZACION O CRISTALINIDAD 2) TAMAÑO DE LOS CRISTALES, GRANO O GRANULARIDAD 3) FORMAS DE LOS CRISTALES 4) RELACIONES MUTUAS DE LOS CRISTALES

Mientras que bajo el término estructura se incluyen ciertos aspectos de gran escala, reconocibles en el campo, tales como: superficie de lava en bloques, estructuras de almohadillas, disyunción columnar, etc. También puede indicar algunos aspectos de pequeña escala como las estructuras amigdaloide y vesicular, etc.

Los términos que se describen a continuación se refieren a caracteres texturales megascópicos, es decir, los observables a simple vista o mediante el uso de lupa.

+ Texturas 1. Grado de cristalización Las rocas compuestas en su totalidad por cristales se denominan "holocristalinas" (Figura 1-A). En contraposición las compuestas enteramente por vidrio serán "holohialinas" (Figura 1-C). Cuando la roca está compuesta parcialmente por cristales y parcialmente por vidrio la denominaremos "hipocristalina" o "merocristalina" (Figura 1-B).

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A C B

Figura Nº 1: Grado de cristalinidad

La textura holocristalina es característica de rocas ígneas plutónicas, las merocristalinas de rocas que consolidaron sobre o cerca de la superficie. Los tipos holohialinos son los menos abundantes y son indicadoras de un enfriamiento muy brusco. La rapidez de enfriamiento y la viscosidad del magma son los factores principales para determinar la cristalinidad de una roca.

2. Tamaño de grano o granularidad El tamaño de los cristales en las rocas ígneas varía desde dimensiones casi inframicroscópicas,, hasta

cristales medibles en metros. Si los cristales son visibles a simple vista o con ayuda de una lupa, se dice que la roca es fanerítica, si, por otra parte los cristales individuales no pueden distinguirse a simple vista, se utiliza el término afanítico.

Las rocas afaníticas pueden ser microcristalinas, cuando los cristales individuales son distinguibles con la ayuda de un microscopio; y, cuando son demasiado pequeños para distinguirse aún bajo el microscopio y su naturaleza cristalina solamente puede reconocerse mediante la aplicación de técnicas de Rayos X, se utiliza el término criptocristalino.

Según el diámetro de la mayoría de los cristales, las rocas pueden ser de:

Grano fino= menores a 1 mm. Grano mediano= entre 1mm.-5mm. Grano grueso= entre 5mm.-3 cm. Grano muy grueso= mayores a 3 cm. 3. Formas y relaciones mutuas de los cristales

La forma y relaciones mutuas entre los granos, se denomina fábrica.Los granos limitados completamente por caras cristalinas se denominan idiomorfos o automórficos

o euhedrales; aquellos desprovistos de caras cristalinas se llaman anhedrales, alotriomorfos, o xenomorfos. Los que solamente están limitados en parte por caras cristalinas se conocen como subhedrales o hipidiomorfos.

El grado de contornos cristalinos de un grano depende en su mayor parte de su lugar en el orden de cristalización. Generalmente se aplican tres reglas para determinar este orden, pero ninguna es infalible y hay numerosas excepciones.

1) Cuando un mineral está rodeado por otro, el que circunda es el más joven.2) Los primeros cristales en formarse son euhedrales o al menos están más próximos a serlo que los

últimos.

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3) Si se presentan juntos cristales grandes y pequeños, los más grandes son los que comenzaron primero a desarrollarse.

La forma de los cristales también puede describirse haciendo referencia a las dimensiones relativas en las tres direcciones del espacio.

Los cristales equidimensionales son aquellos que están más o menos igualmente desarrollados en todas las direcciones. Los cristales mejor desarrollados en dos direcciones espaciales en comparación con la tercera pueden denominarse tabulares. Los cristales mejor desarrollados en una dirección en comparación con las otras dos se llaman prismáticos. Finalmente existe un número de formas de cristales, tales como esqueletos (ej. ilmenita) que solamente pueden describirse como irregulares.

Las texturas dependientes de las relaciones mutuas pueden clasificarse como:

a) EQUIGRANULARES b) INEQUIGRANULARES

** a) Si la mayoría de los minerales de una roca son aproximadamente equidimensionales se dice que la textura es granular o granosa (Figura 2) y debido a que en los granitos se encuentran los mejores ejemplos, también se la conoce como textura granítica.

Una textura particular que suele incluirse dentro de la granosa es la porfiroide, frecuente en algunos granitos. Se caracteriza por el tamaño marcadamente mayor de los cristales idiomorfos (megacristales) de feldespato potásico (hasta 5 cm.) en una masa granosa media de cuarzo, feldespato potásico, plagioclasa y mica

Existen rocas de composición granítica denominadas PEGMATITAS que se caracterizan por presentar texturas granosas de grano muy grueso (textura pegmatítica) y/o muy finas (textura aplítica), generalmente en su borde de enfriamiento.

LA TEXTURA GRANOSA ES TIPICA DE LAS ROCAS PLUTONICAS.

** b) Las texturas inequigranulares son aquellas donde las diferencias de tamaño de los minerales constituyentes de una roca ígnea se hacen tan pronunciadas, que, megascópicamente o al microscopio controlan el aspecto de la roca. Usualmente existen dos tamaños dominantes con pocos o ningún cristal de tamaño intermedio. Una textura muy importante de este grupo es la porfírica, donde cristales grandes o fenocristales están inmersos en una masa, pasta o mesostasis, que puede ser microcristalina, merocristalina o vítrea. Si los fenocristales son reconocibles a simple vista se llaman megafenocristales y la textura será megaporfírica, si es necesario el microscopio para observarlos se llaman microfenocristales y la textura correspondiente se llama microporfírica (Figura N°3). Si los fenocristales se encuentran en una pasta vítrea, la textura será vítreo-porfírica.

LA TEXTURA PORFIRICA ESTA LIMITADA A LAS ROCAS VOLCANICAS E HIPABISALES.

En algunas rocas ígneas, particularmente granitos, el cuarzo intercrece con la ortosa o el microclino, ya sea a través de la cristalización simultánea de una mezcla eutéctica o a través del reemplazo de un mineral por otro. En estos intercrecimientos el cuarzo comunmente tiene aspecto cuneiforme y la textura resultante se llama gráfica (Figura N°4).

En algunos granitos, por fenómenos de exsolución se produce una textura denominada pertítica, en donde el feldespato potásico (ortosa, microclino) durante su enfriamiento se vuelve sobresaturado en Albita, que se separa de la solución en estado sólido y origina una serie de filamentos claros, casi paralelos, dentro del cristal de ortosa o microclino.

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(Se conoce por EXSOLUCION al proceso por el cual un sólido inicialmente homogéneo se separa en dos (o más) fases cristalinas distintas, sin adición o sustracción de material).

Figura 2: Text. granosa Figura 3: Text. Porfírica Figura 4: Text. gráfica

+ Estructuras

Puesto que una lava no es sino un magma desprovisto de gases, es normal que sus zonas superficiales estén saturadas de burbujas formadas antes de solidificarse la masa fluída. La dimensión de dichas burbujas o vesículas depende en buena parte de la viscosidad de la lava y está en función de la temperatura y la composición química. Pueden ser esféricas, ovoides o altamente irregulares. Posteriormente pueden ser rellenadas por minerales como ópalo, calcedonia, cloritas, calcita, ceolitas, etc. y formar amígdalas. Las estructuras descriptas se llaman respectivamente vesicular y amigdaloide. En las lavas ácidas, menos calientes y muy viscosas, cuando las vesículas son tan numerosas que se hallan separadas unas de otras por un delgado tabique intervesicular, la estructura creada se denomina pumícea (Figura N°5).

En la "piedra pomez" las vesículas son tan numerosas y las paredes de vidrio que las separan son tan delgadas que la densidad global es más baja que la del agua.

Figura N°5. Vesículas

Muy calientes y fluídos, los flujos basálticos presentan a veces una superfice constituída por bloques angulosos, espinosos, escoriáceos, de todas dimensiones, que durante el flujo son arrastrados en forma de masa revuelta. Tal tipo de flujo se lo conoce como "lava aa" (según los hawaianos) o "lava clastolítica" (según Jaggar) (Figura N°6).

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Figura N°6. Diagrama de avance del frente de un flujo "aa

Las lavas aún más móviles (con vesículas más pequeñas, más abundantes y regulares) solidifican con superficies mucho más lisas y a veces exhiben formas arrugadas, acordonadas, cuyo aspecto resultante es el de la "lava pahoehoe" (según los hawaianos) o "lava dermolítica" (según Jaggar).

Dos tipos especiales de lava aa y pahoehoe corresponden respectivamente a la lava en bloques, o estructura en bloques, parecida a la aa pero menos espinosa y la lava cordada o estructura cordada, que es un caso de pahoehoe donde la superficie de la lava más solidificada es arrastrada por la lava fluida infrayacente y se arruga hasta formar estructuras semejantes a cuerdas.

En ciertas rocas volcánicas, suele darse con el enfriamiento y contracción uniforme del flujo lávico, una estructura denominada disyunción columnar, debida al desarrollo de centros de contracción o enfriamiento a intervalos igualmente separados; lo que origina prismas de 4,5, 0 6 lados, desarrollados como columnas perpendiculares a la superficie de enfriamiento (Figura N°7).

Otra estructura típica de lavas, es la denominada estructura en almohadilla o pillow-lava; que consiste en cuerpos de lava más o menos elipsoidales marcadamente separados unos de otros, con una distintiva estructura radial y una fina capa de vidrio que los rodea. Este tipo de estructura evidencia un rápido enfriamiento en un ambiente ácueo profundo, o sobre superficies muy fangosas (Figura N°8).

La heterogeneidad de una roca ígnea puede también producirse por la inclusión en la misma de fragmentos o trozos de rocas extrañas. Estas inclusiones, que pueden ser de todos los tamaños, y de todo tipo de rocas se llaman xenolitos o enclaves. Pueden deberse a variadas génesis como por ejemplo el emplazamiento de un batolito o haber sido arrastrados durante una erupción volcánica.

En algunas rocas plutónicas y especialmente en granitos, ocurren ocasionalmente segregaciones de forma esférica que consisten en capas concéntricas de diferente composición mineral y textural. Estas segregaciones pueden o no estar constituídas alrededor de un núcleo xenolítico o un megacristal y se denominan orbículas o se la conoce como estructura orbicular (Figura Nº9).

La distribución subparalela de minerales planares o alargados y de vesículas lenticulares se atribuye a la orientación causada por movimientos del material en un estado de fluidez previo a la consolidación. A éste tipo de estructura se la llama fluidalidad.

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Figura N°7. Disyuncion columnar (Foto: Ezequiel Gonzalez)

Figura Nº8: Pillow-lava.

Figura N°9.Estructura orbicular

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CLASIFICACION DE LAS ROCAS IGNEAS O ERUPTIVAS

No existe ninguna regla fija para la clasificación de las rocas ígneas, ya que éstas muestran grandes variaciones tanto en su composición química como en su composición mineral; por cuanto el cuadro de nomenclatura y composición que se utilizará en las clases prácticas se referirá a los tipos de rocas más comunes y frecuentes en los distintos ambientes geológicos.

Existen cuatro bases principales de clasificación:

a) Por su localización geológica b) Por su composición química c) Por su textura d) Por su composición mineralógica

a) Ya se trató al iniciar el capítulo de rocas ígneas, y se las dividió en: Rocas Intrusivas (Plutónicas e Hipabisales) y Rocas Efusivas o Volcánicas

b) Las clasificaciones químicas dan muy buenos resultados y hay muchas y de variados tipos para los diferentes grupos de rocas; pero deben acompañarse siempre con las obsrevaciones que el geólogo realiza en el campo.

Algunas clasificaciones químicas son: 1) La clasificación normativa CIPW, basada en el cálculo porcentual de una serie de minerales

normales, que constituyen la norma de la roca y que no tienen porque existir realmente en esa roca, ya que la norma puede ser sustancialmente diferente de la composición mineral real de la roca. De acuerdo al contenido de minerales normativos a cada roca se le asigna un nombre y un símbolo. Nunca esta clasificación fue del todo aceptada

2) clasificación basada en el grado de saturación de alúmina: Rocas peralumínicas Al2O3>Na2O+K2O+CaO, el exceso de Al2O3 se presenta en la muscovita, biotita, corindón, topacio, etc. Los minerales peralumínicos son característicos de las rocas plutónicas de alto contenido en Sílice y de las pegmatitas formadas a baja t°. Rocas metalumínicas Na2O+K2O<Al2O3<Na2O+K2O+CaO, algo del aluminio va a la formación de hornblenda, epidota, etc. Este grupo contiene minerales que se forman a t° relativamente baja en presencia de agua. Rocas subalumínicas poco o ningún exceso del Al2O3 requerido para la cristalización de los feldespatos y feldespatoides. Los ferromagnesianos son el olivino, el ortopiroxeno, etc. Estas rocas se forman a partir de magmas calientes y comparativamente anhidros. Rocas peralcalinas: Al2O3<Na2O+K2O, los minerales típicos son ricos en sodio: anfíboles y piroxenos sódicos. Se forman en las últimas etapas de la cristalización cuando el líquido residual es fuertemente alcalino. Los cuatro tipos de roca cuya distinción se acaba de establecer marcan las etapas sucesivas de la historia de enfriamiento de un magma.

3) clasificación basada en el contenido de sílice. Se utiliza para ésta clasificación el contenido de SiO² total que existe en una roca, expresada en el porcentaje en peso de los óxidos. ACIDAS: 66% SiO² MESOSILICICAS o INTERMEDIAS: 66-52 % SiO² BASICAS: 52-45 % SiO² ULTRABASICAS: 45 % SiO²

4) diagramas de variación (Harker) y otros, diagramas de elementos traza, etc. Muchas de las características de un grupo de rocas genéticamente relacionadas se ve en los diagramas de variación, donde se representan SiO2 o MgO vs. óxidos, o el AFM: álcalis (Na2O+K2O) vs. FeO (total) vs. Mg (total).

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Los elementos con una concentración <1000 ppm en una roca ígnea se llaman elementos traza y también se los utiliza en diagramas discriminatorios.

c) Es poco preciso tratar de clasificar una roca únicamente por su textura, por eso la mayor utilidad de esta propiedad se ve unida a los otros criterios de clasificación. Principalmente el criterio textural nos permitirá diferenciar los grandes grupos de rocas, ej: rocas volcánicas, rocas plutónicas, rocas sedimentarias y rocas metamórficas.

d) Clasificación modal (Streckeisen) de la IUGS o “QAPF”, la composición de la roca está expresada en porcentajes de minerales reales, la moda.

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Para utilizar este doble triángulo se necesita calcular el porcentaje de: Q= cuarzo, FA=Feldespato alcalino, F=Feldespatoides (leucita, sodalita, analcima, etc.) y P= Plagioclasas (An 5-100). Q x 100%Ej: Q % --------------------------------- Q+Plg+FA

Este tipo de clasificación necesita de la observación macroscópica y microscópica. Debido que en las clases sólo observaremos las rocas desde el punto de vista macroscópico se utilizará una clasificación mineralógica más cualitativa o semicualitativa, o sea sólo descriptiva..

Para ello deberemos saber que los minerales formadores de las rocas ígneas pueden clasificarse como: ESENCIALES o PRINCIPALES, ACCESORIOS y SECUNDARIOS. Los primeros dos son producto de la cristalización magmática y por lo tanto también son minerales primarios u originales. Los minerales PRINCIPALES (feldespatos, cuarzo, feldespatoides, piroxenos, anfíboles, olivinas, etc.) son aquellos NECESARIOS para la diagnosis del tipo de roca, y constituyen el 95-98% de la roca. Los minerales que se encuentran presentes en pequeñas cantidades y cuya presencia o ausencia se desprecia para definir el tipo de roca, se llaman minerales ACCESORIOS. Tales accesorios (zircón, apatita, turmalina, titanita, magnetita, etc.) a veces pueden adjetivar una roca, como por ejemplo: granito turmalínico. Los minerales SECUNDARIOS son formados a partir de la alteración de los anteriores (ejemplo: cloritas, arcillas, ceolitas, etc).

La proporción de minerales claros y oscuros en una roca es un simple medio de distinción y en la clasificacón mineralógica a utilizar en clase dicha proporción sirve como un primer intento para separar las rocas. En un sentido más amplio, los minerales de colores claros son también ligeros en peso y muchos de ellos no contienen ni hierro ni magnesio. Estos minerales se denominan FELSICOS o LEUCOCRATICOS y los oscuros MAFICOS o MELANOCRATICOS. Los principales minerales félsicos son: cuarzo, feldespatos, feldespatoides y muscovita. Los principales minerales máficos son: biotita, piroxenos, olivinas y anfíboles.

Aceptando este esquema, puede asignarse a cada roca un indice de color (COL), para expresar los porcentajes de minerales claros y oscuros que contiene una roca ígnea:

Indice de Color= COL = 100-(Q+feldespatos).Granito= 5-20Granodiorita= 5-25Tonalita= 10-40Sienita= 10-35Diorita= 25-50Gabro= 35-65

No deben confundirse los términos máfico y félsico con los términos FEMICO y SALICO, que si bien son parecidos, se utilizan al describir rocas ígneas que contengan minerales normativos oscuros (de Fe-Mg o ricos en Ca), o, para el caso de sálico que contengan minerales claros (silicatos de Al) y presentes en las normas.

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TABLA PARA ESTIMACIÓN DE PORCENTAJES.

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TRABAJOS PRACTICOS DE ROCAS IGNEAS

NORMAS PARA DESCRIPCIONES PETROGRAFICAS EXPEDITIVAS

Rasgos megascópicos Clase de roca: Término que identifica la litología general: plutonita, volcanita, pórfido.Color: de la roca en general: gris, rosa grisácea, negra, etc.Textura y estructura: mencionar tamaño, forma color, composición y grado de alteración de los cristales o fenocristales, carácter general de la pasta y para la estructura: fluidal, vesicular, etc.Composición mineralógica: Detallar la mineralogía que se observa a simple vista, comenzando por el mineral de MAYOR abundancia, calcular su %. En el caso de una roca volcánica calcular el % de fenocristales y el % de pasta en detalle, además llevando la mineralogía al 100% se deberá calcular los porcentajes de minerales para llegar a la clasificación.Caracteres de los minerales: Cristales, forma en detalle, alteración, tamaños, etc.CLASIFICACION:.....

EJEMPLO1:Roca de color gris claro algo rosada, con fractura irregular. Presenta textura granosa media algo porfiroide, compuesta por un 45% de feldespato potásico hipidiomorfo de color gris rosado con algunos cristales cuyos tamaños llegan hasta 1 cm. lo que le otorga el carácter porfiroide a la roca; le sigue un 35% de cuarzo xenomorfo en individuos cuyos tamaños varían entre 3 y 6 mm. Las tablillas de plagioclasa (15%) son hipidiomorfas y de color blanco grisáceo, con tamaños del orden de los 5 mm. Por último se observa un 5% de máficos posiblemente biotita en laminillas de aproximadamente 5 mm. CLASIFICACIÓN: Granito

EJEMPLO2:Roca de color gris oscuro con textura porfírica fluidal bien visible a simple vista. La pasta, que le confiere el color a la roca es uniforme y constituye aproximadamente el 60% de la misma. Los fenocristales se componen de plagioclasa (95%) y minerales máficos (5%). Los fenocristales de plagioclasa, que resaltan por su color blanco son idiomorfos y forman prismas alargados de aproximadamente 0.5 cm de largo. Su disposición subparalela confiere un aspecto fluidal a la roca. Los minerales máficos están desigualmente distribuídos y son muy pequeños. Por su hábito acicular posiblemente se trate de anfíboles.CLASIFICACIÓN: Andesita

ROCAS PIROCLASTICAS

Las rocas piroclásticas están formadas por fragmentos, los piroclastos de diversos tamaños y composición derivados de una erupción volcánica. Según el tipo de erupción y en el contexto en que esta ocurra los piroclastos se depositarán de diversas maneras y sufrirán mayor o menor transporte.Los depósitos piroclásticos son producidos por la fragmentación del magma y de la roca encajante durante las erupciones explosivas. En estos depósitos se pueden distinguir tres tipos de componentes: fragmentos de magma (VITREOS), fragmentos de cristales (CRISTALINOS) y fragmentos líticos (LITICOS) derivados de la roca de caja o de partes ya previamente solidificadas del magma.

Tamaño (mm) Individuos (piroclastos) ROCA PIROCLASTICA Bloques y Aglomerados o brechas

bombas piroclásticas------64----------------------------------------------------------------------------------------------------- Lapilli Toba de lapillo, lapillita-------2------------------------------------------------------------------------------------------------------ Ceniza o Tefra o Trizas TOBA

Las tobas son las rocas piroclásticas más abundantes y se las clasifica además por la composición de los piroclastos que pueden ser de vidrio (trizas), cristalinas, o líticas y por lo tanto puede haber tobas vítreas, tobas cristalinas y tobas líticas con todos sus intermedios. Las tobas se caracterizan por ser rocas livianas y muy porosas debido a la trabazón entre trizas. Generalmente son de colores claros (blanco o gris) y ásperas al tacto. Según su temperatura de solidificación pueden estar soldadas entre sí o no.Los piroclastos pueden formar acumulaciones muy diversas según sean los mecanismos de transporte y depositación. En la actualidad se aceptan tres tipos principales de mecanismos de transporte, denominados: piroclastos de caída (pyroclastic fall), coladas piroclásticas (pyroclastic flow) y oleadas piroclásticas (pyroclastic surge).

Figura 10

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1.- Depósitos de caída. Los depósitos piroclásticos de caída se originan por la acumulación de piroclastos uno a uno, sea el tamaño que tengan. Estos depósitos cubren uniformemente la topografía (ver figura 10). Acostumbran a presentar un bandeado paralelo muy continuo lateralmente y pueden tener gradación normal o inversa y están muy bien seleccionados . El espesor del depósito y el tamaño de los fragmentos disminuye sistemáticamente al alejarse del centro emisor. Los piroclastos de proyección balística (bloques y bombas), están presentes en casi todos los tipos de eupciones, acostumbran a ser de tamaño centimétrico (lapilli) o superior (bombas y bloques). Su acumulación alrededor de la boca de emisión es la responsble de la formación de los edificios cónicos.La dispersión de los piroclastos en caída libre está íntimamente ligada con la altura de la columna eruptiva y en general cuanto más alta sea la columna más amplia será la dispersión de los piroclastos. En estos casos los piroclastos tamaño ceniza pueden alcanzar cientos a miles de kilómetros del centro emisor ya que su movimiento y dispersión es función de los vientos predominantes, como se observa en el gráfico siguiente donde se ha graficado la distribución de cenizas en la provincia de Santa Cruz producida por la erupción del volcán Hudson (Chile).

2.- Coladas o flujos piroclásticosLos flujos o coladas piroclásticos son corrientes de piroclastos semifluidizadas, de alta densidad y alta temperatura, que están controladas por la gravedad y que se desplazan a ras del suelo en un flujo esencialmente laminar en el que la fase continua entre las partículas es gas.En general estos depósitos están controlados por la topografía y aparecen rellenando valles y depresiones (ver figura 10). Están mal seleccionados pero a menudo presentan una gradación normal de los fragmentos líticos en la base del depósito e inversa en los pumíceos en el techo del mismo. No suelen presentar ningún tipo de estratificación. Las ignimbritas son depósitos de flujos piroclásticos ricos en material magmático juvenil (fragmentos pumíceos y vitroclásticos) de composición riolítica o dacítica, emplazados a elevadas temperaturas y que pueden o no estar soldados. Actualmente se está de acuerdo en que el mecanismo general de formación de las ignimbritas corresponde al colapso de la columna eruptiva.

3.- Oleadas piroclásticas o surge3

Las oleada piroclásticas son corrientes turbulentas fluidizadas, de baja concentración y densidad, en las que la fase continua entre partículas es gas. Estos depósitos cubren la topografía pero tienen tendencia a acumularse en las zonas más deprimidas. Se caracterizan por presentar estructuras sedimentarias (Figura 11) unidireccionales y por estar bien seleccionadas . Existe toda una gradación entre flujos piroclásticos y oleadas piroclásticas.

Figura 11: Oleadas piroclásticas

con estructuras sedimentarias

Descripción de Rocas Piroclásticas:

Ej: Roca piroclástica compuesta por abundantes trizas vítreas y escasos cristaloclastos y litoclastos. Las trizas son longilineas en general aunque algunas tienen formas de “y” y su orientación le confiere a la roca cierta fluidalidad. Entre los vitroclastos se distinguen además fragmentos pumiceos irregulares, altamente vesiculados de color castaño rojizo. Los cristaloclastos están representados por cristales y fragmentos de cristales de plagioclasa, cuarzo, biotita y opacos. Los litoclastos observados corresponden a volcanitas afíricas y estan muy alterados.Clasificación: Toba vítrea

ROCAS METAMÓRFICAS

El metamorfismo es un complejo de reacciones físico-químicas, en estado sólido, con las cuales una roca de cualquier tipo se adecua a un nuevo ambiente.Las rocas magmáticas y sedimentarias se hallan en equilibrio solo a un restringido campo de temperatura y presión, muy alto para las primeras y muy bajo para las segundas. Ni bien cambian las condiciones de P y T esas rocas tienden a modificarse hacia una asociación mineralógica y una textura en equilibrio con los nuevos valores de presión y temperatura, esos cambios sin llegar a producir fusión se conocen como metamorfismo.

Por lo tanto el metamorfismo es un proceso de transformación mineralógica y estructural de las rocas, en estado sólido, en respuesta a condiciones físicas y químicas distintas a las que prevalecieron en el momento del inicio de la formación de las mismas.

El metamorfismo es esencialmente un proceso isoquímico donde no hay remoción o adición de constituyentes. Mientras que el metasomatismo es el metamorfísmo aloquímico o sea el que implica cambios mineralógicos con aportre y substracción química del medio.

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Se dice que el metamorfismo comienza cuando aparece la primera paragénesis de minerales metamórficos

Factores intervinientes en el metamorfismo: Tº, P, FLUÍDOS QUÍMICAMENTE ACTIVOS Y TIEMPO .

Temperatura: es el más importante de los factores pues produce los cambios más marcados. Puede provenir del gradiente geotérmico (3ºC/100m de profundidad), cuerpos intrusitos, fricción (fallas), radiactividad, calor residual, etc. Favorece las reacciones y disminuye la viscosidad de los fluídos. Una alta Tº pero de corta duración no modifica profundamente la estructura de las rocas, pero un calentamiento prolongado favorece el metamorfismo.

Presión: se reconocen dos tipos de presión:a) uniforme o litostática o “hidrostática” o confinada. Ocurre a grandes profundidades y provoca

en las rocas afectadas cambios de volumen y no de forma. Favorece la aparición de minerales más densos.

b) Dirigida o stress. Tiende a producir deformación pero no cambio de volumen. En zonas próximas a la superficie genera pliegues, a mayor profundidad se gen era foliación. La presión dirigida favorece la formación de minerales alargados.

Fluidos químicamente activos: son un factor importante en el metamorfismo, puesto que aunque no añadan o sustraigan materiales de las rocas, promueven las reacciones por solución y nuevo depósito.El agua es el principal fluído, así como el CO2, ácido bórico, HCl, HF. Favorecen la deshidratación de los silicatos y descarboxilación de los carbonatos. Por ejemplo, en la proximidad de su temperatura crítica (375ºC) el agua es capaz de disolver el vidrio, la sílice y varios otros silicatos, al mismo tiempo disminuye la viscosidad y aumenta el poder de filtración.

Tiempo: es una variable no reproducible en el laboratorio pero sin embargo importantísima en la mayoría de los procesos geológicos. Ej: una fuerte compresión durante poco tiempo produce la ruptura de una roca, pero una presión durante mucho tiempo produce deformaciones y facilita la migración y formación de nuevos minerales.

TIPOS DE METAMORFISMOLa clasificación de las rocas metamórficas se basa en distintos criterios:A.- Según su distribución geográfica:1) metamorfismo regional: afecta a grandes masas de rocas y son factores predominantes la P y la T0, por eso también se lo denomina “dinamotérmico”. Actualmente muchas rocas metamórficas de metamorfismo regional se las clasifica en base a la relación P/T, o sea de bajo, mediano y alto grado de metamorfismo.2) metamorfismo de contacto o local: está localizado en los bordes de las intrusiones magmáticas, fundamentalmente es térmico y de reducida extensión a modo de aureola alrededor del intrusivo. En estos casos los minerales producidos son característicos da altas temperatruras y baja presión.

Cerca del plutón las temperaturas pueden ser cercanas a los 500-550oC, y lejos del plutón oscilan entre 460-500oC. Algunas aureolas solo tienen algunos centímetros de ancho pero otras pueden llegar a 1-2 km o más.

Las aureolas en rocas carbonáticas originan mármoles y skarns. Las rocas pelíticas se transforman en pizarras, esquistos y hornfels. Las aureolas suelen estar zonadas tanto en la fábricacomo en la mineralogía reflejando el gradienmte térmico y químico alrededor de la intrusión.

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Con el aumento de la temperatura a baja presión de confinamiento unode los más comunes cambios es el aumento del tamaño de grano. Por lo que ebn general el tamaño de grano es mayor en o cerca del contacto ígneo y disminuye (exponencialmente) con la distancia al contacto.

B.- Según los factores puede ser:1) metamorfismo térmico: donde tiene máxima importancia la Tº, ej: metamorfismo de contacto, genera rocas granoblásticas.2) metamorfismo dinámico: causado por movimientos terrestres (fallas) que llevan a la fractura y hasta pulverización de las rocas formando las rocas cataclásticas. En este tipo tiene mayor importancia la P que la T y puede ser confinada o dirigida.3) metamorfismo dinamotérmico o regional: es el más expandido de todos los tipos de metamorfismo y se lo ubica en los grandes cinturones orogénicos donde las placas litosféricas convergen. Los efectos de la P y T actuaron durante decenas de millones de años. Se produce sobre grandes volúmenes de rocas a grandes profundidades y con temperaturas de 700-800ºC. En general se forman rocas foliadas.Una secuencia sedimentaria que es afectada progresivamente por metamorfismo regional evolucionaría idealmente asi:

lutita pizarra filita micacita gneis granitodiagénesis metamorfismo anatexis magmatismo

4) metamorfismo submarino: ocurre cerca de zonas de rift oceánicos, donde la nueva corteza caliente interactúa con el agua de mar por metasomatismo y metamorfismo termal. Ej: ofiolitas.5) metamorfismo por impacto: cuerpos de rocas sujetos a impactos de meteoritos. La alta temperatura puede causar fusión. En la Tierra estos casos son raros, pero en la Luna los productos de metamorfismo por impacto son muy abundantes.

C.-Según su foliación. Actualmente la manera de clasificar las rocas metamórficas está basada en cuan buena es la foliación, con la composición jugando un rol secundario. Muy buena foliación: Pizarras y esquistosMediana foliación: Gneises, Migmatitas y Milonitas No-foliadas a poco foliadas: Anfibolita, Serpentinita, Hornfels, Cuarcita, Mármol, Skarn, etc.

TEXTURAS Y FÁBRICALa formación de una nueva textura por los efectos metamórficos supone la modificación de otra prvia que puede ser parcial ( se puede reconocer la textura de la roca original) o total. Ello dependerá del grado metamórfico, u caun más intenso sea, menores indicios de la roca original se conservarán.

Las rocas metamórficas se pueden dividir texturalemnte en dos tipos:a) ISÓTROPAS formadas por un mosaico de granos equidimensionales formando las rocas granoblásticas caracterizadas por una textura semejante a la granosa plutónica donde los granos se denominan granoblastos. Según su morfología externa los granoblastos pueden ser: idioblastos, hipidioblastos y xenoblastos.Son típicas rocas granoblásticas los hornfels, o los mármoles y skarns típicos del metamorfismo de contacto.

b) ANISÓTROPAS: las rocas poseen distintos aspectos según las distintas direcciones. Las texuras anisótropas pueden ser planares, lineales o planares-lineales. Un tipo de textura

planar es la de las rocas foliadas: ocurren en zonas de deformación, donde la P dirigida origina la foliación que es la disposición paralela de los minerales planares perpendiculares al campo de fuerza.

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De menor a mayor grado de metamorfismo y de mayor a menor grado de foliación las rocas se denominan:

pizarra, filita, micacita, gneis.La pizarra es muy foliada. Esta propiedad se utiliza para obtener las “lajas” que se utilizan en la construcción de techos, `pisos, etc. El gneis es poco foliado pero muy bandeado, ya que se subdivide en bandas leucocráticas (capas claras) de composición granítica y bandas melanocráticas (capas oscuras) más ricas en micas, anfíboles y piroxenos.Un tipo especial de foliación es la esquistosidad, típica de los esquistos.

El término fábrica se utiliza para englobar los conceptos de textura y estructura.

ROCAS FOLIADAS 1.- Pizarra: Roca de metamorfismo regional, foliada, de bajo grado de metamorfismo. Su grano es muy fino y microscópicamente no se observan sus componentes minerales, aunque un brillo sedoso indica el inicio de la recristalización y por ende del metamorfismo. Está constituida por cuarzo, feldespato, sericita, clorita y óxidos de hierro.

2.- Filita: Roca foliada que proviene de una pizarra por el incremento del grado metamórfico. Aparece biotita en laminillas muy pequeñas. En general el tamaño de grano es mayor que el de la pizarra.Algunas filitas presentan texturas moteadas o nodulares. Son variaciones de las texturas foliadas donde ciertos minerales recristalizan diferencialmente con respecto a los minerales que los rodean (ej: granates). Si estos metacristales o porfiroblastos sobresalen del resto de los minerales formarán texturas moteadas, si producen verdaderos abultamientos formarán texturas nodulares.

3.- Micacita: Roca foliada, con mayor tamaño de grano. Es una roca formada casi exclusivamente por mica. Indica mayor grado metamórfico que la anterior.

4.- Gneis: De las rocas foliadas representa la de mayor grado metamórfico y también es la de mayor tamaño de grano. Es una de las rocas metamórficas más abundantes (ej: Sierras de Córdoba y de San Luis). Su textura presenta bandas claras, lentes u ojos de composición cuarzo-feldespática que alternan con bandas oscuras compuestas por minerales melanocráticos, a veces esta textura se la denomina gnéisica. Es la roca de mejor bandeamiento y de menor foliación.

5.- Esquisto: Cualquier roca metamórfica foliada, producida por metamorfismo regional o local. Es un término genérico y se lo usa cuando no se puede identificar ninguna de las rocas antes mencionadas. Se le agrega al término esquisto, en orden decreciente de abundancia como adjetivo, los minerales que lo caracterizan (ej: esquisto talcoso, esquisto granatífero, esquisto anfibólico-talcoso, etc.)

ROCAS GRANOBLÁSTICAS1.- Caliza Cristalina o mármol: Son producidas por metamorfismo regional o local sobre sedimentos calcáreos o dolomíticos. El tamaño de grano depende de la duración del proceso de recristalización y de la presencia de minerales no carbonáticos (impurezas contenidas en el sedimento original). La textura más típica sería del tipo equigranular, o sea granoblástica y en general de grano grueso. La foliación, si la hay, está controlada por el alineamiento subparalelo de granos micáceos o tremolíticos.Con mucha frecuencia los mármoles están bandeados, ya sea con capas alternantes de grano grueso y fino, o con capas más ricas en minerales accesorios.Cuando se produce el metamorfismo de sedimentos calcáreos si la roca sedimentaria es pura originará mármoles cálcicos o dolomíticos, si las rocas primarias son impuras originarán rocas ricas en silicatos de Ca o Ca-Mg.

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Los skarns son rocas metasomáticas compuestas por silicatos de Ca-Mg-Fe y aluminosilicatos formados en una aureola de contacto, debido a la interacción entre las rocas carbonáticas y el magma. Los minerales producidos por metasomatismo en calizas son en general silicatos ricos en Ca: grosularia, andradita, epidoto, wollastonita o tremolita. En cambio el metasomatismo sobre dolomitas produce serpentina, diópsida, flogopita, forsterita y minerales del grupo de la condromita.Las diferencias entre skarn y mármol se ven principalmentre en el campo.Unos skarns especiales conocidos como “tactitas” con hierro, wolframio, y otros minerales de mena asociados y considerados como metasomáticos, producidos por intrusitos se conocen hoy como rocas CALCOSILICATICAS y son el resultado de metamorfismo regional.La íntima relación entre el plutón que se emplaza en rocas carbonáticas o silicocarbonáticas y los fluidos que emergen de él hacia la roca de caja, suelen ser generadoras de yacimientos minerales de importancia. Los minerales de mena típicos de los skarns son sulfuros y óxidos: ej: blenda, galena, pirrotina, pirita, calcopirita, bornita y a veces molibdenita, magnetita y hematina, minerales con B, P, Cl y F tales como apatita, axinita, turmalina, condrodita, vesuvianita y escapolita.

2.- Metacuarcita: Es una roca producida por metamorfismo regional o local sobre areniscas cuarzosas. Puede ser micácea, feldespática, etc. dependiendo de la composición del sedimento original.A veces es difícil distinguir de la Ortocuarcita. En la metacuarcita no hay “matriz”, los granoblastos están soldados unos con otros y por lo general la roca posee fractura concoide.

3.- Anfibolita: Roca compuesta principalmente por anfíboles (hornblenda) y plagioclasa y producida por metamorfismo regional. Posee color verde oscuro y pueden tener o no foliación. Se produce a partir de una roca ígnea (Ortoanfibolita) o sedimentaria (Paraanfibolita).

4.- Granulito: Es una roca de composición granítica, muy leucocrática producida por metamorfismo regional de muy alto grado. Son de grano uniforme y pueden tener cierto grado de foliación. Son pobres en micas y anfíboles y ricas en cuarzo, feldespato, piroxeno y especialmente granate.

5.- Hornfels: Es una roca producida por metamorfismo térmico. Oscura y de grano fino a veces presenta leve bandeamiento. Por lo general contiene porfiroblastos de cordierita y fractura concoide.

6.-Migmatita: Es una roca compuesta, heterogénea consistente en un material máfico metamórfico mezclado con rocas leucocráticas graníticas formando capas planares o plegadas formando venas, o lentes irreulares. El componente granítico limita gradacional o abruptamente con el huésped más máfico (esquisto, gneis o anfibolita). A veces los dos componentes están tan entremezclados que sugieren un comportamiento muy dúctil o fusión parcial o anatexis de los componentes, transformándose en una nueva magmatita plutónica denominada granito de anatexis.

ROCAS CATACLÁSTICASSe producen por metamorfismo dinámico (fallamiento) y la presión actuante sería de tipo stress o dirigida.El término genérico para este tipo de rocas es cataclasita y existe toda una graduación entre las rocas escasamente cataclazadas y aquellas que han sido intensamente deformadas. Entre los términos de mayor intensidad de cataclasis se encuentran las milonitas.-

TRABAJO PRACTICO ROCAS METAMÓRFICAS

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Observación, descripción y clasificación de las principales rocas metamórficas.

BIBLIOGRAFIA

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